레이더 천문학

Radar astronomy
전파천문학과 혼동하지 마세요.

레이더 천문학은 마이크로파를 대상 물체에 반사시켜 반사된 부분을 분석함으로써 근처의 천체들을 관찰하는 기술이다.이 연구는 60년 동안 진행되어 왔다.레이더 천문학은 전파 천문학과는 달리 전파 천문학은 수동 관측이고 전파 천문학은 능동 관측이다.레이더 시스템은 광범위한 태양계 연구에 사용되어 왔다.레이더 전송은 펄스 전송 또는 연속 전송이 될 수 있습니다.

레이더 리턴 신호의 세기는 거리의 역 4승에 비례합니다.설비 업그레이드, 트랜시버 전력 증가 및 기기 개선으로 관찰 기회가 증가했습니다.

레이더 기술은 수성을 관측하여[1] 일반 상대성 이론을 테스트하고 천문학 [2]단위에 정확한 값을 제공하는 것과 같은 다른 방법으로는 얻을 수 없는 정보를 제공합니다.레이더 이미지는 다른 지상 기술로는 얻을 수 없는 고체 물체의 모양과 표면 특성에 대한 정보를 제공합니다.

1958년 밀스톤 힐 레이더
초기 행성 레이더 플루톤, 소련, 1960년

레이더 천문학은 (최대 1MW의[3]) 고출력 지상 레이더를 사용하여 태양계 [4]물체의 구조, 구성 및 이동에 대한 매우 정확한 측성 정보를 제공할 수 있다.이것은 99942 아포피스에서 보여지듯이 소행성-지구 충돌에 대한 장기적인 예측을 형성하는 데 도움이 된다.특히, 광학 관측은 물체가 하늘에서 나타나는 위치를 측정하지만, 매우 정확하게 거리를 측정할 수 없다(물체가 작거나 조명이 약할 때 시차에 의존하는 것은 더 어려워진다).반면 레이더는 물체까지의 거리(및 물체의 변화 속도)를 직접 측정합니다.광학 관측과 레이더 관측의 조합은 보통 최소 수십 년, 때로는 수 세기 동안 미래의 궤도를 예측할 수 있게 한다.

2020년 8월 아레시보 천문대(아레시보 행성 레이더)는 구조적인 케이블 고장을 일으켜 그해 [5]12월 주 망원경 붕괴로 이어졌다.

현재 사용되고 있는 레이더 천문학 시설은 골드스톤 태양계 레이더입니다.

이점

  • 신호의 속성 제어 [즉, 파형의 시간/주파수 변조 및 편파]
  • 객체를 공간적으로 해결합니다.
  • Delay-Doppler 측정 정밀도.
  • 광학적으로 불투명한 침투.
  • 고농도의 금속 또는 얼음에 민감합니다.

단점들

레이더에 의한 천문학의 최대 범위는 매우 제한적이며, 태양계에 한정되어 있다.이는 신호 강도가 목표물까지의 거리, 대상에 의해 반사되는 입사 플럭스의 작은 부분 및 [6]송신기의 제한된 강도와 함께 매우 가파르게 떨어지기 때문입니다.레이더가 물체를 탐지할 수 있는 거리는 반향 강도의 1과 4분의 1의 차이로 인해 물체 크기의 제곱근에 비례합니다.레이더는 AU의 큰 부분에서 1km까지 탐지할 수 있지만 토성까지의 거리인 8-10AU에서는 적어도 수백km의 폭의 목표물이 필요하다.또한 대상을 관찰하기 전에 대상의 사용후기가 비교적 양호해야 합니다.

역사

달은 비교적 [7][8]가까이 있으며 1946년 이 기술이 발명된 직후 레이더에 포착되었다.측정에는 표면 거칠기와 극 부근의 그림자 영역 매핑이 포함되었습니다.

다음으로 쉬운 표적은 금성이다.이것은 행성간 우주선의 초기 분야에 필요한 천문 단위의 크기를 측정할 수 있는 명확한 방법을 제공할 수 있기 때문에 큰 과학적 가치가 있는 목표였다.게다가 이러한 기술력은 홍보 가치가 높았고, 자금 조달 기관에 훌륭한 시연이었습니다.따라서 약하고 잡음이 많은 데이터에서 과학적 결과를 짜내야 하는 부담이 컸으며, 이는 기대치를 활용하여 결과를 대량 후처리함으로써 달성되었다.이것은 (링컨 연구소, 조드렐 은행, 블라디미르 A의) 초기 청구로 이어졌다.코텔니코프(소련)는 현재 잘못된 것으로 알려져 있다.이 모든 것이 서로 일치했고 당시 AU의 재래식 값인 149467000km에 [2]도달했다.

1961년 3월 10일 제트추진연구소가 처음으로 금성을 확실하게 발견했다.JPL은 1961년 3월 10일부터 5월 10일까지 행성 레이더 시스템을 사용하여 금성과 접촉했다.속도와 범위 데이터를 모두 사용하여 천문 [9][10]단위에 대해 149598500±500km의 새로운 값이 결정되었다.올바른 값이 확인되면 다른 그룹은 아카이브된 데이터에서 이러한 결과에 [2]일치하는 에코를 발견했습니다.

다음은 이 방법으로 관측된 행성 목록입니다.

  • 수성 - 관측된 지구로부터의 거리에 대한 값이 개선되었습니다(GR 테스트).극지 영역의 회전 주기, 진동, 표면 매핑.
  • 금성 - 1961년 첫 레이더 탐지회전 주기, 총 표면 특성.마젤란 임무는 레이더 고도계를 사용하여 행성 전체를 지도화했다.
  • 지구 - 수많은 공중 레이더와 우주선 레이더가 다양한 목적을 위해 행성 전체를 지도화했습니다.한 가지 예는 분해능 30m로 지구 표면의 많은 부분을 지도화한 Shuttle Radar Topography Mission이다.
  • 화성 - 아레시보 천문대의 표면 거칠기 지도.마스 익스프레스 미션은 지상 투과 레이더를 탑재하고 있다.
  • 목성계 - 갈릴레이 위성
  • 토성계 - 아레시보 천문대의 고리와 타이탄, 타이탄 표면의 지도와 카시니 우주선의 다른 위성 관측.
레이더 분석에 기초한 소행성(216) 클레오파트라의 컴퓨터 모델.
소행성 1999 JM8의 레이더 영상과 컴퓨터 모델

소행성과 혜성

레이더는 지상에서 소행성과 혜성의 모양, 크기, 회전 상태를 연구하는 능력을 제공한다.레이더 영상은 최대 해상도 7.5m의 영상을 만들어냈다.충분한 데이터가 있으면 대상 소행성의 크기, 모양, 스핀, 레이더 알베도를 추출할 수 있다.

73P/슈바스만-바흐만을 포함하여 19개의 혜성만이 [11]레이더에 의해 연구되었다.2016년 [11]초 현재 612개의 지구근접 소행성과 138개의 주대 소행성을 레이더로 관측하고 있다.2018년까지, 이것은 138개의 메인벨트 소행성, 789개의 지구근접 소행성으로 증가했고, 그 당시 20개의 혜성이 [11]관측되었다.

많은 물체들이 지구를 근접 비행하는 동안 관찰된다.

아레시보 천문대는 가동 중에 지구를 위협하는 혜성과 소행성 충돌에 대한 정보를 제공하여 아포피스와 다른 [5]물체와 같은 수십 년 후의 충돌과 거의 빗나간 예측을 가능하게 했다.Goldstone 태양계 레이더는 크기가 작기 때문에 덜 민감하고 동일한 예측 능력을 제공할 수 없습니다.

망원경

「 」를 참조해 주세요.

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레퍼런스

  1. ^ Anderson, John D.; Slade, Martin A.; Jurgens, Raymond F.; Lau, Eunice L.; Newhall, X. X.; Myles, E. (July 1990). Radar and spacecraft ranging to Mercury between 1966 and 1988. IAU, Asian-Pacific Regional Astronomy Meeting, 5th, Proceedings. Proceedings of the Astronomical Society of Australia (Held July 16–20, 1990). Vol. 9, no. 2. Sydney, Australia: Astronomical Society of Australia. p. 324. Bibcode:1991PASAu...9..324A. ISSN 0066-9997.
  2. ^ a b c Butrica, Andrew J. (1996). "Chapter 2: Fickle Venus". NASA SP-4218: To See the Unseen - A History of Planetary Radar Astronomy. NASA. Archived from the original on 2007-08-23. Retrieved 2008-05-15.
  3. ^ "Arecibo Radar Status". Retrieved 22 December 2012.
  4. ^ Ostro, Steven (1997). "Asteroid Radar Research Page". JPL. Retrieved 22 December 2012.
  5. ^ a b "Giant Arecibo radio telescope collapses in Puerto Rico". www.theguardian.com. December 2020. Retrieved March 5, 2021.
  6. ^ Hey, J. S. (1973). The Evolution of Radio Astronomy. Histories of Science Series. Vol. 1. Paul Elek (Scientific Books).
  7. ^ Mofensen, Jack (April 1946). "Radar echoes from the moon". Electronics. 19: 92–98. Archived from the original on 2008-10-29.
  8. ^ Bay, Zoltán (January 1947). "Reflection of microwaves from the moon" (PDF). Hungarica Acta Physica. 1 (1): 1–22. doi:10.1007/BF03161123.
  9. ^ Malling, L. R.; Golomb, S. W. (October 1961). "Radar Measurements of the Planet Venus" (PDF). Journal of the British Institution of Radio Engineers. 22 (4): 297–300. doi:10.1049/jbire.1961.0121.
  10. ^ Muhleman, Duane O.; Holdridge, D. B.; Block, N. (May 1962). "The astronomical unit determined by radar reflections from Venus". Astronomical Journal. 67 (4): 191–203. Bibcode:1962AJ.....67..191M. doi:10.1086/108693. 추가 분석을 사용하면 149598845±250km의 정밀 수치를 얻을 수 있다.
  11. ^ a b c "Radar-Detected Asteroids and Comets". NASA/JPL Asteroid Radar Research. Retrieved 2016-04-25.
  12. ^ Latifiyan, Pouya (April 2021). "Space Telecommunications, How?". Take off. Tehran: Civil Aviation Technology College. 1: 15, 16.

외부 링크